ES2355330T3 - Electroimán, especialmente imán proporcional para maniobrar una válvula hidráulica. - Google Patents
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Abstract
Electroimán para maniobrar una válvula hidráulica, que está dispuesto dentro de un sistema hidráulico de un dispositivo para variar los tiempos de control de válvulas selectoras de gas de un motor de combustión interna, con las características siguientes: - el electroimán (1) presenta un carrete cilíndrico hueco (2) que lleva al menos un devanado de bobina (3) y que está rodeado en el perímetro exterior por una carcasa de imán (4), - el carrete (2) está limitado por una zapata polar superior (5), sobre la cual descansa una pieza de conexión eléctrica (6), y por una zapata polar inferior (7) que penetra en el cilindro hueco del carrete (2), - en el cilindro hueco del carrete (2) está dispuesto un tubo metálico no magnetizable (8) cuya cavidad está configurada como espacio de alojamiento (9) para una armadura de imán cilíndrica axialmente móvil (10), - la armadura (10) del imán divide el espacio (9) para la misma en una primera cámara (11) y una segunda cámara (12) que están unidas una con otra a través de al menos un canal axial de compensación de presión (18) de la armadura (10) del imán, - la armadura (10) del imán está unida con un pistón de control en la carcasa de una válvula hidráulica por medio de una varilla empujadora (14) guiada a través de un taladro axial (13) de la zapata polar inferior (7), - en donde la varilla empujadora (14) guiada en el taladro axial (13) de la zapata polar inferior (7) está configurada como una varilla perfilada suelta separada de la armadura (10) del imán, caracterizado porque la forma de la sección transversal de dicha varilla se desvía de la forma de la sección transversal del taladro axial (13) y la superficie de su sección transversal es más pequeña que la del taladro axial (13), - el espacio interior de la carcasa de válvula fijada al electroimán (1) está unido con la primera cámara (11) del espacio (9) de la armadura a través de un canal de compensación de presión adicional (16) de la zapata polar inferior (7), - de modo que los espacios libres de la sección transversal dentro del taladro axial (13) de la zapata polar inferior (7) se pueden utilizar al mismo tiempo como canales de compensación de presión (16) que forman el canal de compensación de presión adicional entre el espacio interior de la carcasa de la válvula hidráulica y la primera cámara (11) del espacio (9) de la armadura del electroimán (1), - en donde la armadura (10) del imán aplicada por el lado frontal a la varilla empujadora (14) presenta un taladro longitudinal central (17) cuyo diámetro es más pequeño que la anchura más grande del perfil de la varilla empujadora (14) y más grande que la anchura más pequeña del perfil de la varilla empujadora (14), - de modo que el lado frontal (15) de la varilla empujadora (14) cubre sólo parcialmente el taladro longitudinal (17) de la armadura (10) del imán y, por tanto, este taladro puede aprovecharse como canal de compensación de presión (18) entre la primera cámara (11) y la segunda cámara (12) del espacio (9) de la armadura del electroimán (1).
Description
Electroimán, especialmente imán proporcional
para maniobrar una válvula hidráulica.
La invención concierne a un electroimán según
las características que forman el preámbulo de la reivindicación 1,
y se la puede materializar de manera especialmente ventajosa en un
imán proporcional para maniobrar una válvula hidráulica dispuesto
dentro de un sistema hidráulico de un dispositivo para variar los
tiempos de control de válvulas selectoras de gas de un motor de
combustión interna.
Se conoce por el documento DE 195 04 185 A1 un
electroimán de tipo genérico para maniobrar una válvula hidráulica
que presenta un carrete portador de al menos un devanado de bobina y
rodeado en el perímetro exterior por una carcasa de imán. Este
carrete está limitado en su lado frontal por una zapata polar
superior que está formada por un disco polar anular con un tubo
polar inserto y sobre la cual descansa un cuerpo de conexión
eléctrica, así como por una zapata polar inferior que está formada
por una placa polar con un núcleo polar conformado en ella y que
penetra en el cilindro hueco del carrete. El cilindro hueco del
carrete está revestido aquí con un tubo metálico no magnetizable
cuya cavidad está configurada como espacio de alojamiento para una
armadura de imán cilíndrica axialmente móvil. Esta armadura de imán
divide a su vez el espacio para la misma en una primera cámara y
una segunda cámara que están unidas una con otra a través de varios
taladros axiales excéntricos de la armadura del imán para compensar
la presión de un fluido de trabajo que penetra en el espacio de la
armadura a través de la válvula hidráulica. Además, en un taladro de
base central practicado en el lado frontal del lado válvula de la
armadura del imán está fijada una varilla empujadora que va guiada
por un taladro axial también central de la zapata polar inferior y
que está unida con un pistón de control dispuesto en el espacio
interior de una carcasa de una válvula hidráulica. La carcasa de la
válvula hidráulica se aplica aquí herméticamente a la zapata polar
inferior del electroimán, estando unido el espacio interior de la
carcasa de válvula que guía al pistón de control con la primera
cámara del espacio de la armadura, para fines de compensación de
presión, a través de otro taladro excéntrico de la zapata polar
inferior dispuesto junto al taladro axial central.
Sin embargo, en este electroimán conocido es
desventajoso el hecho de que sus distintas piezas requieren, debido
a su ejecución constructiva y a la disposición de unas con respecto
a otras, una fabricación precisa y costosa, así como un alto coste
de montaje, de modo que en la fabricación de un electroimán de esta
clase hay que contar en conjunto con un elevado nivel de coste.
Así, por ejemplo, ha demostrado ser muy complicado en su técnica de
fabricación el configurar la armadura del imán y la varilla
empujadora como un grupo constructivo de ambas piezas sólidamente
unidas una con otra y guiar al mismo tiempo la varilla empujadora
por el taladro axial central de la zapata polar inferior, ya que
así, para evitar decalajes axiales entre el eje longitudinal de la
armadura del imán y el eje longitudinal de la varilla empujadora,
así como entre este eje y el eje longitudinal del taladro axial
central de la zapata polar inferior, son necesarios complicados
trabajos de calibrado en todas las piezas. Tales decalajes axiales
tendrían la consecuencia de que los entrehierros radiales entre la
armadura del imán y la guía de la armadura y/o entre la varilla
empujadora y el taladro axial no serían del mismo tamaño y la
armadura del imán o la varilla empujadora se aplicarían así, al
alimentar corriente al electroimán, a un sitio de la guía de la
armadura o del taladro axial, con lo que actuaría sobre la armadura
del imán una fuerza de rozamiento operativa en sentido contrario a
su dirección de movimiento, la cual podría conducir a una
histéresis inadmisiblemente alta. Además, los canales de
compensación de presión excéntricos dispuestos en la armadura del
imán y en la zapata polar inferior han demostrado ser también muy
complicados, ya que éstos tienen que ser usualmente taladrados y
una producción excéntrica de estos taladros aumenta
significativamente el coste de fabricación.
Se conoce por el documento DE 43 43 879 A1 otro
electroimán que presenta una varilla empujadora que atraviesa un
taladro axial de la zapata polar inferior. El contorno exterior de
la varilla empujadora está adaptado aquí a la superficie envolvente
interior del taladro axial. Por tanto, no puede efectuarse ninguna
compensación de presión entre la primera cámara y la carcasa de
válvula.
Se conoce por el documento DE 197 16 517 A1 otro
electroimán que presenta una varilla empujadora y una armadura. Un
extremo de la varilla empujadora atraviesa un taladro axial de la
zapata polar inferior, estando previstos unos perfilados en la
superficie envolvente exterior de dicha varilla en la zona de la
zapata polar. El otro extremo de la varilla empujadora penetra en
un taladro de la armadura y está sólidamente unido con ésta. El
montaje de la unidad varilla empujadora-armadura se
efectúa por medio de un sitio de apoyo bombeado de la armadura y
una disposición de cojinete de deslizamiento entre la varilla
empujadora y la zapara polar inferior. Por tanto, incluso un
pequeño decalaje radial entre el eje de la armadura y el eje de la
varilla empujadora conduce a un alto rozamiento.
Por este motivo, la invención se basa en el
problema de concebir un electroimán, especialmente un imán
proporcional para maniobrar una válvula hidráulica, que se
caracterice por una configuración constructiva sencilla de sus
distintas piezas y de la disposición de éstas una respecto de otra,
así como por un pequeño coste de fabricación y montaje y, por
tanto, por una capacidad de fabricación optimizada en costes, y que
al mismo tiempo presente un guiado óptimo de la armadura del imán y
de la varilla empujadora, así como posibilidades suficientes para
la compensación de presión entre la primera cámara y la segunda
cámara del espacio de la armadura e igualmente entre la primera
cámara y el espacio interior de una carcasa de válvula.
Según la invención, este problema se resuelve en
un electroimán según el preámbulo de la reivindicación 1 de tal
manera que la varilla empujadora guiada en el taladro axial de la
zapata polar inferior esté configurada como una varilla perfilada
suelta separada de la armadura del imán, cuya forma de sección
transversal se desvíe de la forma de sección transversal del
taladro axial y cuya superficie de sección transversal sea más
pequeña que la superficie de sección transversal del taladro axial,
de modo que los espacios libres de la sección transversal dentro
del taladro axial de la zapata polar inferior puedan utilizarse al
mismo tiempo como canales de compensación de presión que forman el
canal de compensación de presión adicional entre el espacio
interior de la carcasa de la válvula hidráulica y la primera cámara
del espacio de la armadura del electroimán, presentando la armadura
del imán aplicada por el lado frontal a la varilla empujadora un
taladro longitudinal central cuyo diámetro es más pequeño que la
anchura más grande del perfil de la varilla empujadora y al mismo
tiempo más grande que la anchura más pequeña del perfil de la
varilla empujadora, de modo que el lado frontal de la varilla
empujadora cubra sólo parcialmente la abertura del taladro
longitudinal de la armadura del imán y, por tanto, el taladro
longitudinal pueda utilizarse a través de las superficies libres de
la sección transversal de su abertura como canal de compensación de
presión entre la primera cámara y la segunda cámara del espacio de
la armadura del electroimán.
La separación de la varilla empujadora respecto
de la armadura del electroimán tiene aquí la ventaja de que ya no
se pueden producir decalajes axiales de ninguna clase entre el eje
longitudinal de la armadura del imán y el eje longitudinal de la
varilla empujadora ni entre este eje y el eje longitudinal del
taladro axial de la zapata polar inferior, y de que tanto la
armadura del imán como la varilla empujadora pueden ser guiadas así
de forma óptima por separado una de otra. El taladro axial de la
zapata polar inferior está configurado aquí preferiblemente como un
taladro de paso central con una sección transversal de su perfil de
forma circular, cuyo diámetro corresponde aproximadamente a la
anchura más grande del perfil de la varilla empujadora. Es así
posible guiar la varilla empujadora exactamente en el taladro axial
de la zapata polar inferior y ahorrarse al mismo tiempo los canales
de compensación de presión separados, usuales hasta ahora, formados
por complicados taladros excéntricos de la zapata polar inferior,
ya que éstos están formados ahora por los espacios libres de la
sección transversal del taladro axial que se originan junto a la
varilla empujadora perfilada.
Esta ejecución es posible solamente por la
separación de la armadura del imán y la varilla empujadora, así
como por la configuración perfilada de la varilla empujadora, y
tiene la ventaja de que con un único taladro de paso central de la
armadura del imán, el cual puede producirse de manera relativamente
sencilla y eventualmente incluso sin virutas, se forma entre las
cámaras del espacio de la armadura del electroimán un canal de
compensación de presión mediante el cual se pueden ahorrar los
canales de compensación de presión separados, usuales hasta ahora,
formados también por complicados taladros excéntricos o por ranuras
axiales de la armadura del imán. Los tramos perfilados de la
varilla empujadora perfilada que sobresalen de la abertura del
taladro longitudinal de la armadura del imán y que se aplican al
lado frontal de dicha armadura del imán garantizan aquí que, a
pesar de la varilla empujadora guiada en el centro de la zapata
polar inferior y del taladro longitudinal dispuesto también en el
centro de la armadura del imán esté presente entre la armadura del
imán y la varilla empujadora una superficie de contacto que es
suficiente para transmitir los movimientos axiales
electromagnéticamente generados de la armadura del imán a la
varilla empujadora. El contacto continuo necesario para ello entre
la armadura del imán y la varilla empujadora es asegurado aquí por
un acoplamiento de complementariedad de fuerza a través de un
elemento de muelle que está en unión operativa con el pistón de
control de la válvula hidráulica y que presiona la varilla
empujadora contra el lado frontal de la armadura del imán a través
de este pistón de control y establece el equilibrio de fuerza con
respecto al electroimán alimentado con corriente eléctrica.
En una ejecución conveniente del electroimán
configurado según la invención se propone, además, configurar la
varilla empujadora preferiblemente como un perfil poligonal
redondeado en las aristas del perfil o como un perfil redondo
aplanado en uno o varios lados, hecho de una aleación de latón.
Tales perfiles pueden obtenerse por extrusión sin arranque de
virutas, pueden ser cortados a la longitud adecuada por medio de un
troquelado también sin arranque de virutas y, por tanto,
contribuyen igualmente a la fabricación optimizada en coste del
electroimán. Perfiles especialmente adecuados son aquí perfiles
triangulares o cuadrangulares que, para mejorar su guiado, estén
redondeados en sus aristas con el radio del taladro axial de la
zapata polar inferior, o bien perfiles redondos que presenten un
diámetro ligeramente más pequeño que el del taladro axial de la
zapata polar inferior y que estén configurados con uno o varios
aplanamientos axiales en su superficie envolvente. Sin embargo, son
imaginables aquí también otros perfiles adecuados, por ejemplo
perfiles ovalados o bien perfiles redondos, que sean guiados en un
taladro axial ovalado de la zapata polar inferior, y/o es imaginable
también el empleo de un material adecuado diferente para la varilla
empujadora.
Asimismo, especialmente en lo que respecta al
empleo del electroimán configurado según la invención como elemento
de maniobra de una válvula hidráulica prevista para controlar un
dispositivo de regulación de un árbol de levas, se propone todavía
que tanto las superficies de sección transversal de los canales de
compensación de presión de la zapata polar inferior como las
superficies de sección transversal del taladro longitudinal de la
armadura del imán no cubiertas por el lado frontal de la varilla
empujadora se configuren cada una de ellas con una sección
transversal de flujo total de al menos 0,5 mm^{2} cuando, como es
usual la mayoría de las veces, se trabaje dentro del sistema
hidráulico con una presión de servicio estática de hasta 10 bares.
Esta sección transversal de flujo total debe tenerse en cuenta al
seleccionar la forma y el tamaño del perfil para la varilla
empujadora y representa un valor límite inferior en el que se puede
excluir un efecto de amortiguación en la armadura del imán o un
aumento de la histéresis por secciones transversales demasiado
pequeñas en los canales de compensación de presión, incluso a bajas
temperaturas del medio de presión y alta viscosidad de dicho
medio.
Por último, como medida adicional para la
fabricación optimizada en costes del electroimán configurado según
la invención se propone todavía que el tubo metálico no magnetizable
en el cilindro hueco del carrete se configure preferiblemente como
un tubo de cobre de forma de vaso cerrado por un lado, que selle el
devanado de la bobina contra el fluido de trabajo de la válvula
hidráulica y cuyo lado interior esté configurado al mismo tiempo
como guía para la armadura del imán. Este tubo de cobre cerrado por
un lado se puede fabricar a bajo coste como pieza de embutición
profunda sin arranque de virutas y hace posible ahorrarse un
casquillo tubular de presión que usualmente está inserto además en
el espacio de la armadura de tales electroimanes y que está hecho
de un acero inoxidable realizado casi siempre en forma altamente
aleada. Sin embargo, es posible también que, en lugar del tubo de
cobre de forma de vaso, se utilice un tubo configurado de la misma
manera y hecho de otro material adecuado. Además, se ha visto que
es ventajoso que la armadura del imán y/o el lado interior del tubo
metálico no magnetizable sea provisto de un revestimiento pobre en
rozamiento o aminorador de desgaste para reducir la histéresis de
la armadura del imán y para aumentar la vida útil del electroimán,
cuyo revestimiento, independientemente de los materiales para el
tubo metálico y para la armadura del imán, puede estar configurado,
por ejemplo, como un revestimiento de PTFE o como una capa de
estaño, plata, cobre, níquel o anodizado. Además o como alternativa
a un revestimiento de esta clase, es aún ventajoso no guiar la
armadura del imán con toda su superficie envolvente en el lado
interior del tubo metálico no magnetizable a fin de reducir aún más
el coeficiente de rozamiento y la histéresis de la armadura del
imán. Por este motivo, para definir sus sitios de apoyo en el lado
interior del tubo metálico no magnetizable, la armadura del imán se
ha mecanizado en sus extremos superior e inferior preferiblemente
por medio de un rectificado sin puntos, habiéndose reducido
mínimamente de manera en sí conocida el diámetro de la armadura del
imán entre los sitios de apoyo.
El electroimán construido según la invención,
especialmente un imán proporcional para maniobrar una válvula
hidráulica, presenta así, frente a los electroimanes conocidos por
el estado de la técnica, la ventaja de que consta de piezas
individuales realizadas en forma constructivamente sencilla y
dispuestas una con relación a otra, cuya fabricación y montaje
requieren una pequeña complejidad y las cuales reducen así
considerablemente los costes para la fabricación del electroimán.
Sobre todo la separación de la armadura del imán y la varilla
empujadora en las respectivas piezas individuales guiadas por
separado hace posible aquí ahorrarse enteramente los canales de
compensación de presión excéntricos que se deben practicar hasta
ahora adicionalmente, con considerable gastos, en la armadura del
imán y en la zapata polar inferior, así como los complejos trabajos
de calibración para evitar decalajes axiales entre los ejes
longitudinales de la armadura del imán, la varilla empujadora y el
taladro axial central de la zapata polar inferior.
La invención se explica seguidamente con más
detalle ayudándose de un ejemplo de realización y se encuentra
esquemáticamente representada en los dibujos correspondientes.
Muestran en éstos:
La figura 1, una sección longitudinal a través
de una primera forma de realización de un electroimán configurado
según la invención;
La figura 2, una sección transversal
A-A según la figura 1 a través de la primera forma
de realización del electroimán configurado según la invención;
La figura 3, una sección longitudinal a través
de una segunda forma de realización de un electroimán configurado
según la invención;
La figura 4, una sección transversal
A-A según la figura 3 a través de la segunda forma
de realización del electroimán configurado según la invención;
La figura 5, una sección longitudinal a través
de una tercera forma de realización de un electroimán configurado
según la invención; y
La figura 6, una sección transversal
A-A según la figura 5 a través de la tercera forma
de realización del electroimán configurado según la invención.
Se desprende claramente de las figuras 1, 3 y 5
un electroimán 1 configurado como un imán proporcional que es
adecuado especialmente para maniobrar una válvula hidráulica, no
representada, destinada a controlar un dispositivo para variar los
tiempos de control de válvulas selectoras de gas de un motor de
combustión interna. Este electroimán 1 presenta de manera
claramente visible un carrete cilíndrico hueco 2 que lleva un
devanado de bobina 3 y está rodeado en su perímetro exterior por
una carcasa de imán 4 y que está limitado en su lado frontal por
una zapata polar superior 5, sobre la cual descansa una pieza de
conexión eléctrica 6, y por una zapata polar inferior 7 que penetra
en el cilindro hueco del carrete 2. En el cilindro hueco del carrete
2 está dispuesto, además, un tubo metálico 8 no magnetizable, cuya
cavidad está configurada como un espacio de alojamiento 9 para una
armadura de imán cilíndrica axialmente móvil 10. Esta armadura 10
del imán divide a su vez el espacio 9 de la armadura en una primera
cámara 11 y una segunda cámara 12 que, para compensar la presión de
fluido de trabajo que penetra en el espacio 9 de la armadura a
través de la válvula hidráulica, están unidas una con otra por
medio de un canal de compensación de presión que se describe con más
detalle en lo que sigue, formado en la armadura 10 del imán.
Asimismo, en las figuras 1, 3 y 5 puede verse
que la armadura 10 del imán está unida con un pistón de control, no
representado, de la válvula hidráulica por medio de una varilla
empujadora 14 conducida a través de un taladro axial central 13 de
la zapata polar inferior 7, siendo guiado el pistón de control en
una carcasa de válvula, no representada tampoco, que se aplica
herméticamente a la zapata polar inferior 7 del electroimán 1 y
cuyo espacio interior está unido con la primera cámara 11 del
espacio 9 de la armadura a través de otro canal de compensación de
presión que se describe igualmente con más detalle en lo que sigue,
formado en la zapata polar inferior 7.
Asimismo, en las figuras 1, 3 y 5 se muestra que
la varilla empujadora 14 guiada en el taladro axial 13 de la zapata
polar inferior 7 está configurada, según la invención, como una
varilla perfilada suelta separada de la armadura 10 del imán, la
cual, como puede apreciarse en las figuras 2, 4 y 6, se desvía en su
forma de sección transversal respecto de la forma de la sección
transversal del taladro axial 13 y es más pequeña en su superficie
de sección transversal que la superficie de la sección transversal
del taladro axial 13. Como forma de realización ventajosa, la
varilla empujadora 14 está configurada aquí, según se representa en
la figura 2, como un perfil triangular 19 redondeado en las aristas
del perfil o, según se representa en la figura 4, como un perfil
cuadrangular 20 redondeado también en las aristas del perfil, o
bien, según puede verse en la figura 6, como un perfil redondo 21
aplanado paralelamente en dos lados, hecho de una aleación de
latón, el cual puede fabricarse sin arranque de virutas mediante
extrusión y cortarse a medida mediante troquelado. Los espacios
libres de la sección transversal originados por estos perfiles
dentro del taladro axial 13 de la zapata polar inferior 7 forman
entonces los canales de compensación de presión 16 últimamente
mencionados más arriba, a través de los cuales el espacio interior
de la carcasa de la válvula hidráulica está unido con la primera
cámara 11 del espacio 9 de la armadura del electroimán 1.
Además, puede deducirse de las figuras 1, 3 y 5
que la armadura 10 del imán, a pesar de la varilla empujadora 14
aplicada en forma suelta por el lado frontal, presenta, según la
invención, un taladro longitudinal central 17 que, como se ha
insinuado en las figuras 2, 4 y 6, es en su diámetro más pequeño que
el ancho máximo del perfil de la varilla empujadora 14 y más grande
que el ancho mínimo del perfil de la varilla empujadora 14. El lado
frontal 15 de la varilla empujadora 14 cubre así tan sólo
parcialmente la abertura del taladro longitudinal 13 de la armadura
10 del imán, de modo que el taladro longitudinal 13 de la armadura
10 del imán forma por medio de las superficies libres de la sección
transversal de su abertura el canal de compensación de presión 18
primeramente mencionado más arriba, a través del cual la primera
cámara 11 está unida con la segunda cámara 12 del espacio 9 de la
armadura del electroimán 1. Tanto estas superficies de la sección
transversal del taladro longitudinal 17 de la armadura 10 del imán,
no cubiertas por el lado frontal 15 de la varilla empujadora 14,
como las superficies anteriormente descritas de la sección
transversal de los canales de compensación de presión de la zapata
inferior 7 presentan aquí cada una de ellas una sección transversal
de flujo total de al menos 0,5 mm^{2}, ya que la válvula
hidráulica maniobrada el electroimán 1 está prevista para controlar
un dispositivo hidráulico de regulación de un árbol de levas y
aplica una presión estática de funcionamiento de hasta 10 bares
dentro del sistema hidráulico de este dispositivo.
Por último, se desprende todavía de las figuras
1, 3 y 5 que el tubo metálico 8 no magnetizable dispuesto en el
cilindro hueco del carrete 2 está configurado como un tubo de cobre
de forma de vaso cerrado por un lado, el cual sella el devanado de
bobina 3 contra el fluido de trabajo de la válvula hidráulica y
tiene su espacio interior 22 configurado al mismo tiempo como guía
para la armadura 10 del imán. Para la definición de sus sitios de
apoyo 23, 24 en el lado interior 22 del tubo de cobre 8, la armadura
10 del imán se ha mecanizado aquí en el extremo superior y en el
extremo inferior por medio de un rectificado sin puntos y está
configurada con un diámetro mínimamente reducido entre los sitios
de apoyo 23, 24. Además, los sitios de apoyo 23, 24 están
construidos con un revestimiento de PTFE pobre en rozamiento o
aminorador del desgaste, no representado con detalle, el cual
contribuye a reducir la histéresis de la armadura del imán y a
aumentar la vida útil del electroimán 1.
- 1
- Electroimán
- 2
- Carrete
- 3
- Devanado de bobina
- 4
- Carcasa de imán
- 5
- Zapata polar superior
- 6
- Pieza de conexión eléctrica
- 7
- Zapata polar inferior
- 8
- Tubo metálico
- 9
- Espacio de alojamiento de armadura
- 10
- Armadura de imán
- 11
- Primera cámara
- 12
- Segunda cámara
- 13
- Taladro axial
- 14
- Varilla empujadora
- 15
- Lado frontal
- 16
- Canal de compensación de presión
- 17
- Taladro longitudinal
- 18
- Canal de compensación de presión
- 19
- Perfil triangular
- 20
- Perfil cuadrangular
- 21
- Perfil redondo
- 22
- Lado interior de 8
- 23
- Sitio de apoyo
- 24
- Sitio de apoyo
Claims (6)
1. Electroimán para maniobrar una válvula
hidráulica, que está dispuesto dentro de un sistema hidráulico de
un dispositivo para variar los tiempos de control de válvulas
selectoras de gas de un motor de combustión interna, con las
características siguientes:
- el electroimán (1) presenta un carrete
cilíndrico hueco (2) que lleva al menos un devanado de bobina (3) y
que está rodeado en el perímetro exterior por una carcasa de imán
(4),
- el carrete (2) está limitado por una zapata
polar superior (5), sobre la cual descansa una pieza de conexión
eléctrica (6), y por una zapata polar inferior (7) que penetra en el
cilindro hueco del carrete (2),
- en el cilindro hueco del carrete (2) está
dispuesto un tubo metálico no magnetizable (8) cuya cavidad está
configurada como espacio de alojamiento (9) para una armadura de
imán cilíndrica axialmente móvil (10),
- la armadura (10) del imán divide el espacio
(9) para la misma en una primera cámara (11) y una segunda cámara
(12) que están unidas una con otra a través de al menos un canal
axial de compensación de presión (18) de la armadura (10) del
imán,
- la armadura (10) del imán está unida con un
pistón de control en la carcasa de una válvula hidráulica por medio
de una varilla empujadora (14) guiada a través de un taladro axial
(13) de la zapata polar inferior (7),
- en donde la varilla empujadora (14) guiada en
el taladro axial (13) de la zapata polar inferior (7) está
configurada como una varilla perfilada suelta separada de la
armadura (10) del imán, caracterizado porque la forma de la
sección transversal de dicha varilla se desvía de la forma de la
sección transversal del taladro axial (13) y la superficie de su
sección transversal es más pequeña que la del taladro axial
(13),
- el espacio interior de la carcasa de válvula
fijada al electroimán (1) está unido con la primera cámara (11) del
espacio (9) de la armadura a través de un canal de compensación de
presión adicional (16) de la zapata polar inferior (7),
- de modo que los espacios libres de la sección
transversal dentro del taladro axial (13) de la zapata polar
inferior (7) se pueden utilizar al mismo tiempo como canales de
compensación de presión (16) que forman el canal de compensación de
presión adicional entre el espacio interior de la carcasa de la
válvula hidráulica y la primera cámara (11) del espacio (9) de la
armadura del electroimán (1),
- en donde la armadura (10) del imán aplicada
por el lado frontal a la varilla empujadora (14) presenta un
taladro longitudinal central (17) cuyo diámetro es más pequeño que
la anchura más grande del perfil de la varilla empujadora (14) y
más grande que la anchura más pequeña del perfil de la varilla
empujadora (14),
- de modo que el lado frontal (15) de la varilla
empujadora (14) cubre sólo parcialmente el taladro longitudinal
(17) de la armadura (10) del imán y, por tanto, este taladro puede
aprovecharse como canal de compensación de presión (18) entre la
primera cámara (11) y la segunda cámara (12) del espacio (9) de la
armadura del electroimán (1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Electroimán según la reivindicación 1,
caracterizado porque
- la varilla empujadora (14) está configurada
como un perfil poligonal (19, 20) redondeado en las aristas del
perfil o como un perfil redondo (21) aplanado en uno o más lados,
hecho de una aleación de latón, el cual se puede fabricar por
extrusión sin arranque de virutas y se puede cortar a medida
mediante troquelado.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Electroimán según la reivindicación 1,
caracterizado porque
- tanto las superficies de sección transversal
de los canales de compensación de presión (16) de la zapata polar
inferior (7) como las superficies de sección transversal del taladro
longitudinal (17) de la armadura (10) del imán no cubiertas por el
lado frontal (15) de la varilla empujadora (14) presentan cada una
de ellas una sección transversal de flujo total de al menos 0,5
mm^{2} a una presión estática de servicio de hasta 10 bares.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Electroimán según la reivindicación 1,
caracterizado porque
- el tubo metálico no magnetizable (8) en el
cilindro hueco del carrete (2) está configurado como un tubo de
cobre de forma de vaso cerrado en un lado, que sella el devanado de
bobina (3) contra el fluido de trabajo de la válvula hidráulica y
cuyo lado interior (22) está configurado al mismo tiempo como guía
para la armadura (10) del imán.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Electroimán según la reivindicación 4,
caracterizado porque
- la armadura (10) del imán y/o el lado interior
(22) del tubo metálico no magnetizable (8) presentan un
revestimiento pobre en rozamiento o aminorador de desgaste, por
ejemplo un revestimiento de PTFE, para reducir la histéresis de la
armadura (10) del imán y para aumentar la vida útil del electroimán
(1).
\vskip1.000000\baselineskip
6. Electroimán según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque
- la armadura (10) del imán se ha mecanizado en
los extremos superior e inferior por medio de un rectificado sin
puntos para definir sus sitios de apoyo (23, 24) en el lado interior
(22) del tubo metálico no magnetizable (8), habiéndose reducido
mínimamente el diámetro de la armadura (10) del imán entre los
sitios de apoyo (23, 24).
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